随着我国经济的快速发展,环境污染问题日趋严重,其中染料废水排放量大、毒性强,对环境和人体有较为严重的危害。利用可见光催化剂可对染料废水进行光降解,最终降解产物为CO₂和H₂O。因此,有关光催化剂的设计、制备与性能研究得到科研工作者的广泛关注和研究,以实现光催化剂的循环使用,经济高效。基于光催化剂的绿色环保性,本文以介孔二氧化硅（SBA-15）为载体,将金属（卤）氧化物负载在SBA-15上,制得ZrO₂-WO₃/SBA-15、BiOBr/SBA-15和BiOBr/ZrO₂-WO₃/SBA-15,通过多元复合,提高光催化材料的光生电子-空穴的分离率,从而提高材料的光催化能力。本文研究内容主要为以下几个方面:1.在筛选出最佳WO₃负载量的基础上,采用一步法合成一系列不同ZrO₂负载量的ZrO₂-WO₃/SBA-15介孔光催化材料。通过XRD、BET、TEM和XPS等对所得介孔光催化材料的形貌、组成、结构等进行表征,发现所制备的ZrO₂-WO₃/SBA-15材料仍保持较规整的介孔结构,组成与投料比接近,比表面积仅比SBA-15的630 m²·g^-1减小12%左右,孔径未发生明显变化。在可见光照射下,以罗丹明B为模拟染料进行测试,结果显示,当WO₃负载量为40%,ZrO₂负载量为5%时,材料的光催化活性最强,对罗丹明B的降解率达86.5%,比40%WO₃负载量的光催化剂活性增加13.6%。经过5次循环后,光催化效率仅从86.5%下降至82.8%,说明该介孔光催化材料具有较好的循环使用性能;2.采用一步法制备不同负载量的BiOBr/SBA-15光催化介孔材料,对其形貌、结构、性能等进行表征,发现其禁带宽度均小于2.78 eV,由于BiOBr颗粒较大,BiOBr/SBA-15的比表面积相对减小。在可见光照射下,不同负载量的BiOBr均能在30 min内降解完罗丹明B,当Bi（NO₃）₃·5H₂O和NaBr加入量均为1 mmol时,材料的光催化降解能力最强,比最佳WO₃和ZrO₂负载量材料的光催化能力提升了33%,但循环稳定性相对较差。同时,其对黑臭水体也有较好的光降解作用;3.为提高光催化材料的综合性能,制备了BiOBr/ZrO₂-WO_3/SBA-15复合光催化材料,通过对其形貌、组成、结构、性能等进行表征,发现复合后BiOBr颗粒变小,而其孔径、比表面积均大于BiOBr/SBA-15的孔径。不仅如此,复合材料均可以在可见光下进行光降解,且光生电子-空穴的复合率远远低于BiOBr/SBA-15。当在可见光照射下对其进行光催化性能测试,最佳BiOBr负载量的光催化材料能在10 min内降解完罗丹明B,相比BiOBr/SBA-15和Zr O₂-WO₃/SBA-15的光催化能力得到了提升,复合材料对黑臭水体的光降解作用也得到提升。且经过5次循环后,其降解效率下降了10.0%。这是因为BiOBr/ZrO₂-WO_3/SBA-15为n-p型异质结半导体复合光催化材料,两者形成的半导体结构为交错型,能有效分离复合材料中导带和价带上的光生电子和空穴,从而提高光催化效率。